2021 Fiscal Year Annual Research Report
植物根圏におけるヨウ素還元機構の分析化学的、分子遺伝学的解明
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19K05756
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
西田 翔 佐賀大学, 農学部, 准教授 (40647781)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山上 睦 公益財団法人環境科学技術研究所, 環境影響研究部, 副主任研究員 (60715499)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ヨウ素 / 根圏 / シロイヌナズナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、シロイヌナズナの根においてヨウ素を還元する原因分子を同定し、さらにヨウ素還元に関わる遺伝子を同定することで、植物根圏におけるヨウ素酸還元機構を明らかにすることを目的としている。
１．シロイヌナズナの根が放出するヨウ素酸還元分子の同定：前年度までの研究により、根から放出されるグルタチオンがヨウ素を還元することが示唆された。グルタチオン合成酵素遺伝子の欠損変異体および野生型植物の個体の根を、地上部を除去せずに、ヨウ素酸溶液に浸漬し、還元により生成されるヨウ化物を定量した。その結果、変異体において生成されるヨウ化物は野生型のそれより30%低く、変異体におけるヨウ素還元能の低下が確認された。また、グルタチオン合成阻害剤によりグルタチオン蓄積量が低下した植物の根では、ヨウ素還元能が有意に低下することが明らかとなった。以上の結果から、グルタチオンは根圏におけるヨウ素還元分子の一つであると結論づけた。
２．新規ヨウ素還元分子の探索：１の成果により、グルタチオンのヨウ素還元への貢献度は20~30%程度であると見積もられ、未知のヨウ素還元分子が存在することが推測された。また、細胞膜あるいは細胞壁に結合するヨウ素還元分子が存在することも示唆された。そこで、根の細胞膜において酸素を還元しスーパーオキシドを生成するNADPHオキシダーゼの関与を検証するために、NADPHオキシダーゼ阻害剤であるDPI存在下における根のヨウ素還元能を評価した。その結果、DPI濃度依存的に根のヨウ素還元が低下することが明らかとなった。このことから、NADPHオキシダーゼが根圏のヨウ素還元に関わる新規分子であることが強く示唆された。
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